近日，浙江(jiang)大學(xué)生物(wu)系統(tǒng)工(gong)程與食(shi)品科學(xué)學(xué)(xue)院研究人員(yuan)在國際期刊(kan)《Sustainable Materials and Technologies》（中科院二區(qū)(qu)，IF：9.2）發(fā)表了題(ti)為"Cold-temperature 3D bioprinting for cultured meat: A case of rainbow trout cell cultivtion"的研究論文。在該論文中(zhong)，研究人員利用(yong)上海騰拔Universal TA國產(chǎn)(chan)質(zhì)構(gòu)儀用(yong)于測定培養(yǎng)(yang)肉支架的硬(ying)度、彈性、膠(jiao)粘性、咀嚼性和(he)回復(fù)性(xing)指標(biāo)。

冷水魚細(xì)胞(bao)培養(yǎng)(yang)肉的生產(chǎn)面(mian)臨一項(xiàng)(xiang)dute挑戰(zhàn)：細(xì)胞生(sheng)長需(xu)要顯著較低(di)的培養(yǎng)溫度。為(wei)此，冷生物打(da)印用生物墨水(shui)需具備(bei)適宜的流(liu)變特性(xing)，以維持(chi)細(xì)胞(bao)活性(xing)。本研究開發(fā)了(le)一種新型復(fù)合(he)水凝膠生物墨(mo)水，其由溫水魚(yu)明膠（FG）與冷水魚(yu)明膠(jiao)（CFG）組成，經(jīng)優(yōu)化后(hou)可用于虹(hong)鱒魚肌肉衛(wèi)星(xing)細(xì)胞（rtMSCs）的低(di)溫（<18°C）3D 生物打?。↙T-bio3DP）。研(yan)究團(tuán)(tuan)隊(duì)對該生物墨(mo)水的(de)結(jié)構(gòu)特性(xing)、流變特性(xing)及生(sheng)物特性進(jìn)(jin)行了系統(tǒng)(tong)評估。結(jié)果(guo)表明，隨著(zhe) CFG 含量(liang)的增加(jia)，凝膠(jiao)化溫度(du)從 20.11°C 降至 2.33°C；隨之而(er)來的(de)儲能模量與(yu)黏度降低(di)（同時(shí)親水(shui)性增強(qiáng)），會(huì)(hui)對打印性能和(he)細(xì)胞行為產(chǎn)(chan)生影響。研究(jiu)確定，4FG6CFG 水(shui)凝膠是 LT-bio3DP 的最(zui)佳組分，其(qi)在結(jié)(jie)構(gòu)穩(wěn)定性、擠(ji)出性(xing)能和細(xì)(xi)胞相容性方(fang)面達(dá)到(dao)平衡，能有效促(cu)進(jìn)虹鱒魚(yu)肌肉衛(wèi)(wei)星細(xì)胞（rtMSCs）的增殖(zhi)與肌(ji)源性分化。打(da)印支架在長期(qi)培養(yǎng)過(guo)程中可保(bao)持形態(tài)(tai)穩(wěn)定，且其(qi)質(zhì)地硬度與天(tian)然虹(hong)鱒魚肉(rou)組織相當(dāng)(dang)。綜上(shang)，本研究為開(kai)發(fā)低溫生物打(da)印技術(shù)(shu)及定制化(hua)細(xì)胞(bao)培養(yǎng)生物材(cai)料提供了(le)創(chuàng)新性策略。

圖 7. 4FG6CFG 支架與(yu)rtMSCs共培養(yǎng) 12 天后的(de)質(zhì)構(gòu)特(te)性分析(xi)（TPA），并與(yu)新鮮虹鱒(zun)魚肉對(dui)比。（A）虹(hong)鱒魚(yu)細(xì)胞(bao)培養(yǎng)肉（CCM）的(de)外觀。添加(jia)食用色素以(yi)模擬魚類(lei)組織的(de)天然顏(yan)色。（B）檢測有(you) / 無細(xì)胞時(shí)支(zhi)架的硬度、彈(dan)性、膠黏性(xing)、咀嚼(jue)性和回(hui)復(fù)性。采用單(dan)因素方差分(fen)析（One-way ANOVA）和(he)鄧肯多重比(bi)較檢驗(yàn)（Duncan's test）對(dui)各組數(shù)(shu)據(jù)進(jìn)行比較(jiao)。a–c 表示組(zu)間存在顯(xian)著差(cha)異（P < 0.05），樣本量 n = 3。

水凝膠(jiao)支架的質(zhì)構(gòu)特(te)性對培養(yǎng)肉(rou)產(chǎn)品的整體品(pin)質(zhì)具(ju)有顯著影響。本(ben)研究將培養(yǎng)肉(rou)模型的質(zhì)構(gòu)(gou)特性(xing)與新鮮(xian)虹鱒魚肉的(de)質(zhì)構(gòu)特性(xing)進(jìn)行了對比。如(ru)圖 7A 所示，與空(kong)白支架(jia)相比(bi)，負(fù)載細(xì)(xi)胞的 4FG6CFG 支架(jia)在彈性、膠黏(nian)性和咀嚼性方(fang)面均表現(xiàn)(xian)出顯著提(ti)升，這可能(neng)是由(you)于細(xì)胞外(wai)基質(zhì)(zhi)蛋白的積累所(suo)致。此外(wai)，盡管該(gai)支架在其他質(zhì)(zhi)構(gòu)參數(shù)(shu)上與新(xin)鮮魚(yu)肉存在一定差(cha)異，但其(qi)硬度與新鮮魚(yu)肉相(xiang)近。在眾多針對(dui)培養(yǎng)肉（CCM）的(de)研究中，天(tian)然肉類的(de)質(zhì)構(gòu)特性(xing)通常強(qiáng)于培(pei)養(yǎng)肉。而本研究(jiu)中觀(guan)察到(dao)培養(yǎng)肉(rou)（CCM）質(zhì)構(gòu)特性(xing)增強(qiáng)的現(xiàn)象，可(ke)能是因(yin)為復(fù)合(he)水凝膠支架(jia)與大量細(xì)胞(bao)實(shí)現(xiàn)了良(liang)好結(jié)合，相(xiang)比之下(xia)，魚肉(rou)本身的質(zhì)(zhi)構(gòu)強(qiáng)度較弱(ruo)。

參考(kao)文獻(xiàn)：Zhaojing Huang, et al. Cold-temperature 3D bioprinting for cultured meat: A case of rainbow trout cell cultivtion. Sustainable Materials and Technologies, 2025